JPH071789B2 - リ−ド付き電子部品 - Google Patents

リ−ド付き電子部品

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JPH071789B2
JPH071789B2 JP61047856A JP4785686A JPH071789B2 JP H071789 B2 JPH071789 B2 JP H071789B2 JP 61047856 A JP61047856 A JP 61047856A JP 4785686 A JP4785686 A JP 4785686A JP H071789 B2 JPH071789 B2 JP H071789B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は外部リード端子を有する電子部品、具体的には
半導体収納用セラミックパッケージ、ハイブリッドIC用
配線基板等のリード付き電子部品の改良に関するもので
ある。
(従来の技術) 従来、リード付き電子部品、例えば半導体集積回路素子
を収納するためのセラミックパッケージは第3図に示す
ようにセラミック、ガラス等の電気絶縁材料から成り、
その上面及び側面にモリブデン(Mo)、タングステン
(W)、マンガン(Mn)等の高融点金属粉末から成るメ
タライズ金属層12を有する絶縁基体11と、半導体集積回
路素子を外部電気回路に電気的に接続するために前記メ
タライズ金属層12に銀ロウ(Ag-Cu合金)を介してロウ
付けされた外部リード端子13と蓋体14とから構成されて
おり、その内部に半導体集積回路15が収納され、気密封
止されて半導体装置となる。
この従来のセラミックパッケージは外部リード端子13を
絶縁基体11側面のメタライズ金属層12に強固にロウ付け
するために通常、該メタライズ金属層12の外表面にはロ
ウ材と接合性がよいニッケル(Ni)がめっきにより被着
されている。
しかし乍ら、この従来のセラミックパッケージは外部リ
ード端子13をメタライズ金属層12へロウ付けするのに銀
ロウ(Ag-Cu合金)を使用しており、該銀ロウはロウ付
け後、大気中に含まれる水分が付着すると銀ロウ中の銅
が酸化され、銅の酸化物(錆)を形成して変色すること
がある。この銅の酸化物は導電性で、かつ拡散しやすい
という性質を有しているため多数の外部リード端子が近
接してロウ付けされている場合には、前記錆の拡散によ
り隣接する外部リード端子が短絡し、その結果、半導体
装置としての、機能に支障を来すという重大な欠点を誘
発する。
そこで、かかる欠点を解消するために本願出願人は先に
銀ロウの銅に代えてゲルマニウムを含有させた銀−ゲル
マニウムから成るロウ材を提案した。
この銀とゲルマニウムから成るロウ材は大気中に含まれ
る水分等が付着したとしても導電性の錆を発生すること
はなく、隣接する外部リード端子間を短絡させることを
皆無とするもののロウ付けの時間が長いとロウ材中のゲ
ルマニウムがメタライズ金属層表面に被着させたニッケ
ルめっき層内に拡散し、脆弱なニッケル−ゲルマニウム
の化合物を生成して、接合強度を大きく低下させてしま
うという課題を有していた。
(発明の目的) 本発明者等は上記欠点に鑑み種々の実験の結果、絶縁基
体表面のタングステン(W),モリブデン(Mo),マン
ガン(Mn)等の高融点金属から成るメタライズ金属層上
に、化学的に安定な白金(Pt),パラジウム(Pd),ロ
ジウム(Rh),金(Au)もしくはそれらの合金を主成分
とする金属層を形成し、該金属層上に銀(Ag)およびゲ
ルマニウム(Ge)から成るロウ材を用いて外部リード端
子をロウ付けすると導電性の錆の発生を防止して、かつ
外部リード端子をメタライズ金属層上に強固にロウ付け
し得ることを知見した。
本発明は上記知見に基づき、変色や電子部品としての機
能に支障を来すような導電性の錆の発生を防止し、かつ
外部リード端子のロウ付け強度が極めて強固なリード付
き電子部品を提供することをその目的とするものであ
る。
(問題点を解決するための手段) 本発明は絶縁基体表面のメタライズ金属層上に白金(P
t),パラジウム(Pd),ロジウム(Rh),金(Au)も
しくはそれらの合金を主成分とする金属層を設け、該金
属層上に銀(Ag)およびゲルマニウム(Ge)から成るロ
ウ材を使用して外部リード端子を取着したことを特徴と
するものである。
本発明は半導体収納用セラミックパッケージ,ハイブリ
ッドIC用配線基板等のように絶縁基体のメタライズ金属
層上に外部リード端子が取着される電子部品のすべてに
適用される。
(実施例) 次に本発明を第1図及び第2図に示す実施例に基づき詳
細に説明する。
第1図は本発明のリード付き電子部品を半導体収納用セ
ラミックパッケージを例に採って示した断面図であり、
第2図は第1図の要部拡大断面図である。
図において、1はセラミック、ガラス等の電気絶縁材料
から成る絶縁基体であり、その上面中央に半導体素子を
収納するための空所を形成する段状の凹部が設けてあ
る。
前記基体1凹部底面には半導体集積回路素子5が接着材
を介し取着されている。
前記絶縁基体1には凹部段状上面から側面にかけて導出
しているメタライズ金属層2が形成されており、メタラ
イズ金属層2の凹部段状上面部には集積回路素子5の電
極がワイヤ8を介し電気的に接続され、またメタライズ
金属層2の基体1側面部には外部電気回路と接続される
外部リード端子3が銀(Ag)およびゲルマニウム(Ge)
を主成分とするロウ材6を介しロウ付けされている(第
2図参照)。
前記メタライズ金属層2はタングステン(W),モリブ
デン(Mo)もしくはマンガン(Mn)等の高融点金属粉末
から成り、従来周知のスクリーン印刷等の厚膜手法を採
用することにより絶縁基体1の上面及び側面に形成され
る。
また、前記メタライズ金属層2の基体1側面部には白金
(Pt),パラジウム(Pd),ロジウム(Rh),金(Au)
もしくはそれらの合金を主成分とする金属層4がめっ
き、真空蒸着,スパッタリング等の手法により被着形成
されており、金属層4は化学的に極めて安定であること
から後述する銀−ゲルマニウムから成るロウ材を介し外
部リード端子3をロウ付けする際、ゲルマニウムが拡散
したとしても脆弱な化合物を生成することは一切なく、
外部リード端子の接合強度を極めて大となすことができ
る。
また、金属層4は銀−ゲルマニウムを主成分とするロウ
材と反応性(濡れ性)がよく、外部リード端子3をメタ
ライズ禁句層2に極めて強固にロウ付けすることも可能
となる。
前記メタライズ金属層2(実際には表面に金属層4が被
着形成されている)上に外部リード端子3をロウ付けす
るロウ材は銀(Ag)にゲルマニウム(Ge)を例えば0.05
乃至10wt%含有させたものであり、該ロウ材は耐腐蝕性
に極めて優れ、大気中に含まれる水分等が付着したとし
ても導電性の錆を発生することはなく近接する外部リー
ド端子3間を短絡させることもない。
また前記絶縁基体1の上面にはセラミック,ガラス等の
電気絶縁材料から成る蓋体7がガラス、樹脂等の封止部
材を介して取着されており、これにより半導体収納用セ
ラミックパッケージ内部の空所は外気から完全に気密に
封止され、最終製品である半導体装置となる。
かくして本発明のリード付き電子部品によれば外部リー
ド端子が取着されるメタライズ金属層上にロウ材と濡れ
性が良く、かつ化学的に安定な白金(Pt),パラジウム
(Pd),ロジウム(Rh),金(Au)もしくはそれらの合
金を主成分とする金属層を設け、該金属層上に銀(Ag)
およびゲルマニウム(Ge)から成るロウ材を使用して外
部リード端子を取着したことにより、変色や電子部品と
しての機能に支障を来すような導電性の錆の発生を防止
し、かつ外部リード端子のロウ付け強度も極めて強固と
なすことができる。
(実験例) 次に本発明の作用効果を実験例に基づき説明する。
(I)評価試料 アルミナ質セラミックスから成るセラミック基板にタン
グステン(W),モリブデン(Mo),マンガン(Mn)等
から成るメタライズ用ペーストを使用して長さ2.0mm、
幅2.0mm、厚み30μmのパターンを50個及び100個それぞ
れ印刷するとともにこれを還元性雰囲気(窒素−水素雰
囲気)中、約1400〜1600℃の温度で焼成してセラミック
体表面にメタライズ金属層を被着させる。次に該メタラ
イズ金属層上に第1表に示す如く白金(Pt),パラジウ
ム(Pd),ロジウム(Rh),金(au)もしくはそれらの
合金及びニッケル(Ni)をめっきにより被着させる。
次いで、長さ3.0mm、幅1.5mm、厚み0.25mmのロウ付部を
有し、長さ方向に該ロウ付部端部中央から延在した幅0.
4mm、厚み0.25mmのリード端子部を有するコバール(Fe-
Ni-Co)や42Alloy等から成る金属片を、前記めっき金属
層上にそれぞれ2mgのロウ材(Ag94%‐Ge6%合金及びAg
72%‐Cu28%合金)を使用してロウ付けしたものを準備
した。
尚、比較試料1及び2は本発明品と比較するための比較
試料であり、比較試料1はメタライズ金属層上にニッケ
ルのめっきを行い従来の銀ロウ(Ag-Cu合金)を用いて
リード端子をロウ付けしたものであり、比較試料2はメ
タライズ金属層上にニッケルめっきを行い銀−ゲルマニ
ウムから成るロウ材を用いてリード端子をロウ付けした
ものである。
そしてこれららの評価試料を使用して下記の評価テスト
を行った。その結果を第1表に示す。
(II)実験方法 (a)耐腐蝕性テスト 上記パターン100個を有する評価試料を表面温度が450℃
に制御された熱板上に1分間載置した後、温度65℃,湿
度95%の恒温湿槽中にて各リード端子に交互に+,−の
極性にて5Vの直流電圧を所定時間印加した後、顕微鏡に
て腐蝕または変色を観察し、腐蝕または変色したリード
端子,メタライズパターン及びロウ材部の数を数え、リ
ード端子,メタライズパターン及びロウ材部の総個数に
対する腐蝕発生率を求めた。
(b)外部リード端子ロウ付け強度テスト 上記パターン50個を有する評価試料のリード端子部をロ
ウ付け面と垂直方向に毎秒100gで張力を増加させながら
引っ張り、リード端子部がロウ付け部より剥離、または
リード端子部が破断した時の引っ張りの全荷重を測定
し、該全荷重のランク別に剥離または破断箇所を区分し
た。
尚、第1表中の破壊モード欄のAはメタライズ金属層と
メタライズ金属層表面に被着した金属層の表面より剥離
したもの、Bはメタライズ金属層表面に被着した金属層
中より剥離したもの、Cはリード端子より破断したもの
を示す。
第1表から明らかなように、メタライズ金属層表面にニ
ッケル(Ni)の金属層を設け、ロウ材として銀ロウ(Ag
-Cu)合金を使用した比較試料1は耐腐蝕性が極めて悪
い。
またメタライズ金属層表面にニッケル(Ni)の金属層を
設け、ロウ材として銀−ゲルマニウム(Ag-Ge)合金を
使用した比較試料2はニッケル金属層に腐蝕を発生する
とともにほとんどのリード端子が5Kg未満の張力で剥離
してしまいリー端子のロウ付け強度が著しく低い。
これに対し本発明品は耐腐蝕性に極めて優れ、かつリー
ド端子を5Kg以上の張力で引っ張ったとしてもほとんど
剥がれることはなくリード端子のロウ付け強度が極めて
大きい。
特にメタライズ金属層上に被着される白金(Pt)、パラ
ジウム(Pd)、ロジウム(Rh)、金(Au)もしくはそれ
らの合金を主成分とした金属層の厚みを0.10乃至1.0μ
mとしておくと5Kgの張力で剥がれるリード端子は一本
もなく、リード端子のロウ付け強度を大となすことから
メタライズ金属層上に被着される前記金属から成る金属
層はその厚みを0.1乃至1.0μmとしておくことが好まし
い。
(発明の効果) 叙上の如く、本発明においては絶縁基体表面のメタライ
ズ金属層表面に白金(Pt)、パラジウム(Pd)、ロジウ
ム(Rh)、金(Au)もしくはそれらの合金を主成分とす
る金属層を設け、該金属層上に銀(Ag)およびゲルマニ
ウム(Ge)から成るロウ材を使用して外部リード端子を
取着することにより、変色や電子部品としての機能に支
障を来すような導電性の錆の発生を有効に防止し、かつ
外部リード端子のロウ付け強度を極めて強固として高信
頼性のリード付き電子部品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を半導体収納用セラミックパッケージに
適用した場合の断面図、第2図は第1図の要部拡大断面
図、第3図は従来の半導体収納用セラミックパッケージ
の断面図である。 1……絶縁基体 2……メタライズ金属層 3……外部リード端子 4……金属層

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】絶縁基体表面のメタライズ金属層上に白金
    (Pt)、パラジウム(Pd)、ロジウム(Ph)、金(Au)
    もしくはそれらの合金を主成分とする金属層を設け、該
    金属層上に銀(Ag)及びゲルマニウム(Ge)から成るロ
    ウ材を使用して外部リード端子を取着したことを特徴と
    するリード付き電子部品。
JP61047856A 1986-03-04 1986-03-04 リ−ド付き電子部品 Expired - Lifetime JPH071789B2 (ja)

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